DE502316C

DE502316C - Process for the production of dextrose

Info

Publication number: DE502316C
Application number: DEC37145D
Authority: DE
Original assignee: Corn Products Refining Co
Current assignee: Corn Products Refining Co
Priority date: 1925-01-17
Filing date: 1925-09-01
Publication date: 1930-07-24

Description

Verfahren zur Herstellung von Dextrose Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von hochreiner, kristallinischer Dextrose aus Stärke oder stärkehaltigen Stoffen.Process for Making Dextrose The invention relates to on the production of highly pure, crystalline dextrose from starch or starchy ones Fabrics.

Die Lösung der Aufgabe der Herstellung eines solchen Erzeugnisses in körniger Form und von hoher Reinheit bei weißer Farbe setzt voraus, daß im Kristallisator ein aus Dextrosekristallen und Muttersaft bestehender Kristallbrei von solcher Beschaffenheit erzielt wird, daß der Muttersaft von der Kristallmasse vollständig, beispielsweise mit Hilfe einer Schleuder, abgeschieden werden kann. Man kann einen solchen Kristallbrei, der sich in dieser Weise abschleudern läßt, aus konvertierten Stärkelösungen von gewöhnlichem Reinheitsgrade (8g bis go % Dextrose) dadurch erzielen, daß man die Kristallisierung unter leichter Bewegung des Kristallbreies sowie unter Aufrechterhaltung von Dichte- und Temperaturbedingungen durchführt, die in ausgesprochenem Maße für die Entwicklung entweder von Anhydrid- oder von Hydratkristallen günstig sind. Da sich diese Bedingungen manchmal im gewöhnlichen Fabrikbetriebe nicht leicht innehalten lassen, ist das Verfahren gemäß dem Patent 468 751 in der Weise verbessert worden, daß eine verhältnis mäßig große Menge fester Dextrose entweder in der ursprünglichen Lösung als Saat oder in durch Kristallisierung gewonnenem Zustande zur Überwachung der Induzierung neuer Kristalle benutzt wird, so daß man nicht nötig hat, so viel Sorgfalt und Aufmerksamkeit auf die Aufrechterhaltung der übrigen Bedingungen während des Kristallisierungsvorganges zu richten, wie es bei den früher üblichen Verfahren nötig war. Die Gefahr, gegen die man sich dabei schützen muß, besteht offenbar in einer zu schnellen Kristallisierung, die leicht unkontrollierbar wird bzw. zur Bildung von kleinen und deformierten Kristallen statt von normalen Anhydrid- oder Hydratkristallen führt. Die allzu schnelle Kristallisierung kann eintreten, da unter gewissen Bedingungen die natürliche Geschwindigkeit der Kristallisation hoch ist; sie kann auch von einem zu hohen Sättigungsgrade sowie auch von beiden Ursachen zugleich herrühren. Die Gegenwart von Verunreinigungen in der Stärkelösung hat je nach der Menge und der Art der Verunreinigungen die Wirkung, die anfängliche Kristallisation zu verzögern, so daß, bevor die Kristallisierung richtig in Gang kommt, Übersättigung eintritt, die zur Folge hat, daß, wenn die Kristallisierung beginnt, diese so schnell vor sich geht, daß sehr leicht ein nicht reinigungsfähiger Kristallbrei (sogenanntes falsches Korn) entsteht statt des gewünschten Breies von leicht zu zentrifugierenden normalen Kristallen. Eine gewöhnliche, aus konvertierter Stärke gewonnene Dextroselösung von 89 °/o Reinheit kann ohne Gegenwart der festen Phase eine Übersättigung von annähernd 30 0@o Dextrose erreichen, das heißt annähernd 30 0@o mehr Dextrose, als die Lösung im Sättigungszustande enthält, bevor die Kristallisation beginnt. Bei Vorhandensein der verhältnismäßig großen Menge fester Dextrose von der geeigneten Kristallart und bei geeigneter Verteilung innerhalb der Lösung hat man den Kristallisationsvorgang selbst bei hoher Übersättigung so in der Hand, daß ein in der Hauptsache nur normale Kristalle enthaltender Brei erzielt wird, der sich leicht reinigen läßt.The solution to the problem of producing such a product in granular form and of high purity with white color presupposes that a crystal pulp consisting of dextrose crystals and mother juice is obtained in the crystallizer of such a nature that the mother juice is completely removed from the crystal mass, for example with the help of a Slingshot, can be deposited. Such a crystal pulp, which can be thrown off in this way, can be obtained from converted starch solutions of the usual degree of purity (8 g to 10 % dextrose) by carrying out the crystallization with slight agitation of the crystal pulp and while maintaining the density and temperature conditions are markedly beneficial for the development of either anhydride or hydrate crystals. Since these conditions are sometimes not easily paused in ordinary factory operations, the method of patent 468,751 has been improved in such a way that a relatively large amount of solid dextrose either in the original solution as a seed or in the crystallized state for monitoring the induction of new crystals is used, so that one does not have to pay as much care and attention to the maintenance of the other conditions during the crystallization process as was necessary in the earlier conventional processes. The danger against which one must protect oneself is evidently a too rapid crystallization, which becomes easily uncontrollable or leads to the formation of small and deformed crystals instead of normal anhydride or hydrate crystals. The overly rapid crystallization can occur because under certain conditions the natural speed of crystallization is high; it can also result from a too high degree of saturation as well as from both causes at the same time. The presence of impurities in the starch solution, depending on the amount and nature of the impurities, has the effect of retarding the initial crystallization so that before the crystallization starts properly, supersaturation occurs, with the result that when the crystallization occurs begins, this goes on so quickly that a non-cleanable crystal pulp (so-called false grain) very easily arises instead of the desired pulp of easy-to-centrifuge normal crystals. An ordinary dextrose solution of 89 % purity obtained from converted starch can, without the presence of the solid phase, achieve a supersaturation of approximately 30% dextrose, i.e. approximately 30% more dextrose than the solution in the state of saturation contains before the Crystallization begins. If the relatively large amount of solid dextrose of the appropriate type of crystal is present and if it is suitably distributed within the solution, the crystallization process is so in hand, even with high supersaturation, that a pulp containing mainly normal crystals is obtained which is easy to clean .

Weitere Forschungen und Versuche haben nun ergeben, daß, wenigstens bis zu einem gewissen Grade, gleichwertige Ergebnisse auch auf andere Weise als durch Verwendung großer Mengen vorher hergestellter und in die konvertierte Lösung eingeführter fester Dextrose erzielt werden können.Further research and experiments have now shown that, at least to some extent, equivalent results in other ways as well by using large amounts of previously prepared and converted solution imported solid dextrose can be achieved.

i. Löst oder schmilzt man beispielsweise eine unreine Anhydriddextrose unvollständig derart, daß eine gewisse Menge von Kristallen in der Lösung verbleibt, so kann die Kristallisierung ohne Zusatz jeder Saat ausgeführt werden, mit dem Ergebnis, daß ein reinigungsfähiger Anhydridkristallbre'i entsteht. Die Kristallisierung wird zweckmäßig bei oder über einer Temperatur von 4g° C durchgeführt, das ist bei einer solchen Temperatur, die für die Entstehung von Anhydridkristallen günstig ist. Der Kristallbrei wird dabei mäßig gerührt, und zwar derart, daß die feste Phase innerhalb der Flüssigkeit verteilt bleibt, wie es in den angeführten Patenten beschrieben ist. Die Masse wird dann zentrifugiert und gewaschen.i. For example, an impure anhydride dextrose is dissolved or melted incomplete such that a certain amount of crystals remain in the solution, so the crystallization can be carried out without the addition of any seeds, with the result, that a cleanable anhydride crystal paste is created. The crystallization will expediently carried out at or above a temperature of 4g ° C, that is at a such a temperature that is favorable for the formation of anhydride crystals. Of the Crystal slurry is stirred moderately, in such a way that the solid phase within the liquid remains distributed as described in the cited patents is. The mass is then centrifuged and washed.

2. In ähnlicher Weise kann man eine unreine, unvollständige Lösung von Dextrosehydrat ohne Schwierigkeiten bei Temperaturen kristallisieren, die innerhalb des für die Bildung von Hydratkristallen kennzeichnenden Bereichs (4o,5° C und niedriger) liegen und sogar bei höheren Temperaturen bis zu 43,5° C, ohne daß man die Lösung anzusäen brauchte.2. Similarly, one can get an impure, incomplete solution of dextrose hydrate will crystallize without difficulty at temperatures within the area characteristic of the formation of hydrate crystals (4o, 5 ° C and lower) lie and even at higher temperatures up to 43.5 ° C, without the solution needed to sow.

In beiden Fällen können die Anfangstemperaturen zwecks Erhöhung der Ausbeute herabgesetzt werden, nachdem sich eine gewisse Menge fester Phase gebildet hat.In both cases, the initial temperatures can be used to increase the Yield may be reduced after a certain amount of solid phase has formed Has.

Es sind zwei Arten von Dextrose unter der Bezeichnung a und ß bekannt. Die oc-Dextrose zeigt eine spezifische Rechtsdrehung von ungefähr ==o°; die ß-Dextrose zeigt eine spezifische Drehung in derselben Richtung von =g°. Eine Mischung der beiden Arten zu gleichen Teilen weist eine spezifische Rechtsdrehung von ungefähr 52,5° auf. Man nimmt an, daß eine Dextroselösung, ob sie nun anfänglich a- oder ß-Dextrose oder unausgeglichene Mischungen beider Arten enthält, die Neigung zeigt, sich teilweise umzuwandeln, und zwar je nach dem besonderen Fall aus a- in ß- oder aus ß- in u.-Dextrose, bis ein Gleichgewichtszustand erreicht ist.There are two types of dextrose known as a and ß. The oc-dextrose shows a specific clockwise rotation of approximately == o °; the ß-dextrose shows a specific rotation in the same direction of = g °. A mix of both types in equal parts has a specific clockwise rotation of approximately 52.5 °. It is believed that a dextrose solution, whether it is initially a or contains ß-dextrose or an unbalanced mixture of both types which has a tendency to to be partially transformed, from a- to ß- or, depending on the particular case from ß- in u-dextrose until a state of equilibrium is reached.

Enthält die Lösung vorwiegend a-Dextrose, so neigen die Kristalle dazu, sich als normale, reinigungsfähige Kristalle zu bilden, und zwar entweder als Anhydrid- oder als Hydratkristalle, je nach den übrigen Bedingungen. Irgendeine Mischung aus fester Dextrose und einer gesättigten Dextroselösung ist in Richtung der in der Mischung vorhandenen festen Phase unausgeglichen. Kristallisation tritt ein, wenn das Gleichgewicht in der Richtung der vorhandenen festen Phase gestört ist, das heißt sobald Übersättigung eintritt. Die Verunreinigungen sind insofern von Bedeutung, als sie die Wirkung haben, den Kristallisationsvorgang nach der Bildung von Hydratkristallen hin zu beeinflussen und die Anfangskristallisation zu verzögern. Bei einem teilweise gelösten Anhydridzucker handelt es sich um einen unausgeglichenen Zustand zwischen der festen Phase oder der ungelösten Dextrose und der in Lösung befindlichen Dextrose, die in der a-Anhydridphase ist, und die wegen der Anwesenheit der festen Dextrose, die ebenfalls a-Anhydrid darstellt, keine Aussicht hat, sich in die ß-Phase zu verwandeln. Dementsprechend bestehen keine Schwierigkeiten, einen geeigneten Anhydridzucker mit normaler Anhydridkristallbildung (oc-Anhydrid) aus einer solchen Lösung zu erzeugen, sofern die Temperaturen nicht zu weit über den für die Anhydridbildung maßgebenden Bereich gehen, das heißt daß die Kristallisationstemperatur unterhalb der für die Bildung von Anhydrid günstigen Grenzen, nämlich. unter 4g° C, liegen kann, je nach dem Verhältnis der vorhandenen festen Phase.If the solution contains predominantly α-dextrose, the crystals tend to form as normal, cleanable crystals, either as anhydride or hydrate crystals, depending on the other conditions. Any Mixture of solid dextrose and a saturated dextrose solution is towards unbalanced the solid phase present in the mixture. Crystallization occurs one when the equilibrium is disturbed in the direction of the solid phase present is, that is, as soon as oversaturation occurs. The impurities are insofar of importance as they have the effect of the crystallization process after formation of hydrate crystals and to delay the initial crystallization. A partially dissolved anhydride sugar is an unbalanced one State between the solid phase or the undissolved dextrose and that in solution located dextrose, which is in the α-anhydride phase, and which because of the presence solid dextrose, which is also a-anhydride, has no prospect of becoming to transform into the ß-phase. Accordingly, there is no difficulty in getting a suitable anhydride sugar with normal anhydride crystal formation (oc-anhydride) to produce such a solution, provided the temperatures are not too far above the for the anhydride formation go, that is, the crystallization temperature below the limits favorable for the formation of anhydride, viz. below 4g ° C, depending on the ratio of the solid phase present.

In entsprechender Weise enthält, wenn man Hydratdextrose löst oder schmilzt, und zwar nur unvollständig, so daß Hydratkristalle in der Lösung verbleiben und die größeren, besser geformten, normalen Kristalle nicht in Lösung gehen, die Lösung vorwiegend oc-Monohydrat, das, ebenso wie die feste Phase, noch nicht ausgeglichen ist, so daß die Dextrose oder Lösung leicht in Form wohlgebildeter, normaler Hydratkristalle kristallisiert.In a corresponding manner if one dissolves hydrate dextrose or contains melts, and only incompletely, so that hydrate crystals remain in the solution and the larger, better shaped, normal crystals don't go into solution that Solution predominantly oc-monohydrate, which, like the solid phase, is not yet balanced so that the dextrose or solution is easily in the form of well-formed, normal hydrate crystals crystallized.

Im nachstehenden möge das Verfahren an Hand eines praktischen Ausführungsbeispieles erläutert werden: Die in dem betreffenden Falle zur Verwendung gelangte kristallisierte Lösung stellte ein Gemisch von Muttersaft, Waschwasser und geschmolzenem Zucker dar, das eine Reinheit von 84,8 °/o und eine Dichte von 41,49 B@ besaß. 45 ooo kg von dieser Lösung wurden bei einer Temperatur von 45,59 C in den Kristallisator gelassen. Die Temperaturen der Masse im Kristallisator waren im Verlauf der Kristallisation folgende Tag Stunde "Temperatur x. 6 Uhr vorm. 45,59 C 1. 1a - mittags 43,3° - i. 6 - nachm. 43,8° - 2. 12 - mitternachts 40,09 - 2. 6 - vorm. 40,09 - 2. 12 - mittags 40,09 - 2. 6 - nachm. 38,89 - 3. , 12 - mitternachts 36,69 - 3. 6 - vorm. 36,6° - 3. 12 - mittags 36,69 - Es wurde nunmehr Dampf zugelassen, um die gebildeten Kristalle teilweise zu schmelzen. Es ergaben sich dann weiter folgende Temperaturen: Tag Stunde Temperatur 3. 6 Uhr nachm. 38,89 C 4. 12 - mittags 35,5° - 4. 6 - vorm. 35,5° - 4. 12 - mittags 35,5° - 4. 6 - nachm. 35.5° - 5. 12 - mitternachts 33,3° - 5. 6 - vorm. 32,29 - 5. 12 - mittags 32,29 - 5. 6 - nachm. 30,09 - 6. 12 - mitternachts 30,09 - 6. 6 - vorm. 29#4° - Die Beschickung wurde dann abgelassen und kristallisiert.In the following, the process will be explained on the basis of a practical embodiment: The crystallized solution used in the case in question was a mixture of mother juice, washing water and molten sugar, which had a purity of 84.8% and a density of 41% , 49 B @ owned. 45,000 kg of this solution was allowed to enter the crystallizer at a temperature of 45.59 ° C. The temperatures of the mass in the crystallizer were as follows in the course of the crystallization Day hour "temperature x. 6 a.m. 45.59 C 1. 1a - noon 43.3 ° - i. 6 - aft. 43.8 ° - 2. 12 - midnight 40.09 - 2. 6 - vorm. 40.09 - 2. 12 - noon 40.09 - 2. 6 - p.m. 38.89 - 3., 12 - midnight 36.69 - 3. 6 - vorm. 36.6 ° - 3. 12 - noon 36.69 - Steam was now allowed to partially melt the crystals formed. The following temperatures were then obtained: Day hour temperature 3. 6 p.m. 38.89 C 4. 12 - noon 35.5 ° - 4. 6 - vorm. 35.5 ° - 4. 12 - noon 35.5 ° - 4. 6 - p.m. 35.5 ° - 5. 12 - midnight 33.3 ° - 5. 6 - vorm. 32.29 - 5. 12 - noon 32.29 - 5. 6 - p.m. 30.09 - 6. 12 - midnight 30.09 - 6. 6 - vorm. 29 # 4 ° - The charge was then drained and crystallized.

In einem anderen Falle betrug die Dichte 4o9 B6. Der Kristallisator wurde bei einer Temperatur von 359 C gefüllt. Am ersten Tage erhielt sich die Temperatur auf dieser Höhe. Dann wurde Dampf zugelassen, um die gebildeten Kristalle teilweise zu schmelzen. Die Temperatur betrug am Ende des ersten Tages 459 C und hielt sich auch den 2. Tag über auf dieser Höhe. Im Verlauf des 3. und 4. Tages sank die Temperatur allmählich auf 369 C. Bei dieser Temperatur wurde die Beschickung abgelassen.In another case the density was 409 B6. The crystallizer was filled at a temperature of 359 C. On the first day the temperature was maintained at this height. Then steam was allowed to partially remove the formed crystals to melt. The temperature at the end of the first day was 459 C and held up also on the 2nd day at this altitude. During the 3rd and 4th day the temperature dropped gradually to 369 C. At this temperature the feed was drained.

Unter normalen Kristallen sind solche Kristalle verstanden, die in allen Achsrichtungen wesentliche Querschnittausdehnung aufweisen, so daß der Kristallbrei eine harte, körnige oder sandige Konsistenz besitzt zum Unterschied von einem Kristallbrei, der falsches Korn enthält, nämlich sehr kleine oder flocken- oder nadelartige Kristalle, die, wenn sie vorhanden sind, wenigstens in verhälnismäßig großen Mengen, dem Kristallbrei eine weiche, schmierige Beschaffenheit verleihen. Maßgebend ist, daß ein Kristallbrei der erstgenannten Art sich durch Zentrifugieren vollständig oder so gut wie vollständig reinigen läßt, während eine solche Reinigung bei dem an zweiter Stelle genannten Kristallbrei nicht möglich ist. Die flocken-oder nadelförmigen Kristalle brechen zusammen, und die kleinen mikroskopischen Bruchstücke füllen die Lücken zwischen den normalen Körnern aus, wenn der Brei in der Schleuder den Zentrifugalkräf tn ausgesetzt wird, so daß der Muttersaft nichteabfließen kann. Man kann sich dadurch helfen daß man den Waschvorgang verlängert. Dies führt aber nur in einigen Fällen zum Ziel, besonders wenn der Brei irgendwie erhebliche Mengen falschen Korns enthält, und bedeutet im übrigen natürlich einen erheblichen Verlust an Ausbeute, da sich der Zucker in demWaschwasser löst.Normal crystals are those crystals that are in have substantial cross-sectional dimensions in all axial directions, so that the crystal pulp has a hard, granular or sandy consistency in contrast to a crystal pulp, which contains the wrong grain, namely very small or flaky or needle-like crystals, which, if they are present, at least in relatively large quantities, the crystal pulp give it a soft, greasy texture. What is decisive is that a crystal pulp of the former type can be completely or almost completely removed by centrifugation can be cleaned, while such cleaning in the case of the second mentioned Crystal pulp is not possible. The flaky or needle-shaped crystals break together, and the tiny microscopic fragments fill the gaps between the normal grains if the pulp in the centrifugal force tn is exposed so that the mother juice cannot drain off. You can get through it help to prolong the washing process. But this only works in a few cases target, especially if the pulp somehow contains significant amounts of false grain, and incidentally, of course, means a considerable loss in yield, since the sugar dissolves in the wash water.

Mit dem Ausdruck die eine oder andere Kristallart ist entweder die Anhydrid- oder Hydratart gemeint.By the term one or the other kind of crystal is either that Means anhydride or hydrate species.

Zur Erzeugung einer kristallinischen Dextrose, die praktisch rein ist (95,5 bis ioo°/o Dextrose ohne Beücksichtigung des Kristallwassers im Hydrat ist es nötig, den kristallisierenden Brei in Bewegung zu halten, damit die Kristalle sich einzeln und nicht in Gruppen bilden, sowie den Kristallbrei von dem Muttersaft zu trennen, während er sich in flüssigem oder halbfestem Zustande befindet. Das Verfahren gemäß der Erfindung bietet aber auch in der Richtung Vorteile, daß eine höhere Reinheit bei der Anwendung auf die Herstellung von Blockzucker erzielt wird, wobei die Kristallisation ganz oder fast zu dem Punkt geführt wird, wo ein Festwerden eintritt, worauf der Muttersaft durch Schleudern oder Abpressen entfernt wird.To produce a crystalline dextrose that is practically pure is (95.5 to 100 per cent. dextrose without taking into account the water of crystallization in the hydrate it is necessary to keep the crystallizing pulp in motion in order to keep the crystals form individually and not in groups, as well as the crystal pulp from the mother juice to be separated while it is in a liquid or semi-solid state. That The method according to the invention also offers advantages in the direction that a higher purity is achieved when applied to the production of block sugar, with all or near the crystallization being taken to the point of solidification occurs, whereupon the mother juice is removed by centrifuging or pressing.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of dextrose from converted starch solution, characterized in that a preliminary crystallization of the dextrose in the solution is brought about, the crystallized dextrose partially melts again in such a way that some crystals remain in the liquid, and then the crystal slurry is subjected to a final crystallization, whereby the solid Pljase is obtained distributed in the liquid.

2. The method according to claim i, characterized characterized in that the crystallized dextrose of the pre-crystallization predominantly either Anhydride or hydrate dextrose, and that the final crystallization occurs at temperatures is carried out that of the formation of the predominant in the first crystal mass Kristallart are favorable.

3. The method according to claim i or a, characterized in that that the mass resulting from the final crystallization while it is is still in a liquid state, is spun.